鎳納米線陣列的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)及磁性研究.pdf

1、金屬鎳納米線陣列在垂直磁記錄領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如何生長(zhǎng)高質(zhì)量的鎳納米線陣列是其應(yīng)用要解決的關(guān)鍵問題之一。本文采用X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)開展了鎳納米線陣列電沉積動(dòng)力學(xué)參數(shù)、電化學(xué)沉積機(jī)理、納米線結(jié)構(gòu)與磁性關(guān)系的研究。 利用二次陽極氧化的方法在不同腐蝕介質(zhì)中，制備了不同孔徑的多孔氧化鋁模板，研究了鋁的純度、拋光、溫度、氧化電壓等因素對(duì)氧化鋁模板的孔有

2、序性和孔徑大小的影響，發(fā)現(xiàn)高純鋁、電拋光、低溫和適中的氧化電壓有利于提高氧化鋁模板的有序性。 采用恒電位三電極體系進(jìn)行電沉積制備鎳納米陣列。研究表明，納米線的直徑與模板納米孔直徑相當(dāng)，隨納米線的直徑由小變大，其結(jié)構(gòu)逐漸由單晶變?yōu)槎嗑?。通過研究沉積電流與時(shí)間的關(guān)系(I-t曲線)，確定了鎳納米線陣列在不同溫度下的沉積是一個(gè)典型的動(dòng)力學(xué)過程，據(jù)此測(cè)定了直徑為160nm、40nm、25nm的鎳納米線的表觀生長(zhǎng)激活能分別為1.26 eV、

3、0.71 eV和0.25eV。納米線直徑越小，其表觀生長(zhǎng)激活能越小。 通過分析沉積過程的I-t曲線和鎳納米線陣列電極的極化曲線，確定電化學(xué)反應(yīng)步驟為整個(gè)電沉積過程的控制步驟；通過測(cè)定不同濃度下的陰極極化曲線，計(jì)算了沉積過程中交換電流密度，發(fā)現(xiàn)了納米微電極直徑減小，交換電流密度增大的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。通過對(duì)電極反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)的研究，提出了鎳納米線陣列電沉積反應(yīng)機(jī)理。 在上述工作基礎(chǔ)上，利用正交實(shí)驗(yàn)確定了制備單晶鎳納米線陣列的最